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Texte intégral

(1)

Les piles à combustible

Cours de 5

ème

année

EPF

(2)

Plan du cours

1. Notions d’électrochimie

2. Présentation générale des piles à combustible 3. Les différents types de piles

4. Le système pile à combustible et ses sous-systèmes 5. Fonctionnement d'une pile

6. Modèles

7. Les applications

8. Point de vue énergétique

9. Point de vue environnemental

10. Point de vue économique

(3)

1.Notions d’électrochimie

1. Les systèmes électrochimiques 2. La pile électrochimique

3. La réaction d'oxydoréduction

4. Équilibre chimique et potentiel redox

Pile de Volta Batterie d'accumulateurs

(4)

Les systèmes de conversion électrochimique

Énergie chimique

Énergie électrique

Piles et piles à combustible Énergie électrique

Énergie chimique

Électrolyseurs Énergie électrique ↔ Énergie chimique

Batteries d'accumulateurs, piles rechargeables Autre différence : le stockage de l'énergie

Interne : piles, batteries

Externe : piles à combustible, électrolyseurs

1.Notions d’électrochimie

(5)

La pile électrochimique

• Un circuit électrique

• Un circuit ionique : l'électrolyte

• Deux électrodes : - Anode (borne -)

- Cathode (borne +)

D'où provient l'énergie ?

d’électrochimie

Des matériaux mis en présence au niveau des électrodes

(6)

La pile électrochimique

Réaction d'oxydo-réduction aux électrodes

Exemple : La pile Daniell

Anode

Zn

Zn2+ + 2 e-

Oxydation

Zn = le réducteur

Cathode

Cu2+ + 2 e-

Cu

Réduction

Cu2+ = l'oxydant

1.Notions d’électrochimie

(7)

Oxydo-réduction

Chaque demi-réaction fait intervenir un couple oxydant-réducteur :

Zn2+ // Zn et Cu2+ // Cu

Oxydant + n.e

-

Réducteur

Oxydation et réduction sont deux phénomènes indissociables car il n'y a pas d'électron libre dans la nature.

Réaction globale : Zn + Cu2+ Zn2+ + Cu

Simultanément, création d'une différence de potentiel Au cours de la réaction, il y a libération d'énergie.

d’électrochimie

(8)

Équilibre chimique et Potentiel redox

Une réaction chimique spontanée sans apport d'énergie extérieure est exoénergétique (libération d'énergie).

Réactifs → Produits + Énergie

Hréactifs

Hproduits + Énergie Cette chaleur libérée vaut donc :

Énergie =

Hréactifs -

Hproduits= -

Δ

Hréaction

Exemples : réaction de combustion, dissolution (soude/eau), etc.

Pour une réaction spontanée :

Δ

Hréaction < 0

1.Notions d’électrochimie

(9)

Équilibre chimique et Potentiel redox

Dans une réaction d'oxydoréduction spontanée, l'énergie est libérée sous deux formes différentes :

T Δ S

réaction : chaleur causée par les irréversibilités

Δ G

réaction : énergie maximale convertible en électricité

(enthalpie libre)

Rendement thermodynamique :

d’électrochimie

H

réaction

= T ⋅ S

réaction

 G

réaction

thermodynamique

=  G

réaction

H

réaction

thermodynamique

= 1 − T ⋅ S

réaction

H

réaction

(10)

Équilibre chimique et Potentiel redox

Une réaction d'oxydoréduction est réversible, mais un seul sens est spontané.

Zn + Cu2+

Zn2+ + Cu

Δ

Gréaction < 0 réaction spontanée H°Zn2+ = - 152 kJ/mol G°Zn2+ = - 147 kJ/mol

H°Cu2+ = + 64 kJ/mol G°Cu2+ = + 65 kJ/mol

(Enthalpies et enthalpies libres de formation standard, 1 bar, 298 K)

Δ

H°réaction =- 216 kJ/mol et

Δ

G°réaction = - 212 kJ/mol

Mais Zn2+ + Cu

Zn + Cu2+ car

Δ

Gréaction > 0

Réaction impossible sans apport d'énergie (recharge de la pile)

1.Notions d’électrochimie

(11)

Équilibre chimique et Potentiel redox

Relation Enthalpie libre / Différence de potentiel

Δ E = - Δ G

réaction

/ (n. F )

ΔE : Différence de potentiel (V) des deux couples redox mis en jeu dans la réaction

– n : nombre d’électrons mis en jeu par la réaction considérée

F (Constante de Faraday)

= charge électrique d'une mole d’électrons = NA.e- = 96 485 C / mol

• Pile de Daniell :

Δ

E° = 212 000/ (2 x 96 485) = 1,1 V

d’électrochimie

(12)

Équilibre chimique et Potentiel redox

Chaque couple redox a un potentiel standard : E°Ox/Red E°Ox/Red = différence de potentiel de la pile composée d'une

électrode utilisant le couple ox/red et de l'Électrode Hydrogène Standard (EHS).

EHS : électrode virtuelle en platine plongée dans une solution de pH=0 et entourée de dihydrogène gazeux à la pression 1 bar.

Par convention, E°H+/H2 = 0 V

Conditions standards : P =1 bar, T= 25 °C, concentration des solutions = 1 mol/l

1.Notions d’électrochimie

(13)

Équilibre chimique et Potentiel redox

Quelques potentiels standards :

Oxydant E° (V) Réducteur

Très bon oxydant Au3+ 1,50 Au Très mauvais réducteur Cl2 1,36 Cl-

O2 1,23 H2O

Fe3+ 0,77 Fe2+

O2 0,68 H2O2

Cu2+ 0,34 Cu

S4O62- 0,08 S2O32-

H+ 0 H2

Fe2+ -0,44 Fe Zn2+ -0,76 Zn Al3+ -1,66 Al

Na+ -2,71 Na

Très mauvais oxydant Li+ -3,05 Li Très bon réducteur

d’électrochimie

Règle du gamma

(14)

Équilibre chimique et Potentiel redox

Formule de Nernst :

E

ox/red

= E

°ox/red

+RT/n F .Ln(a

ox

/a

red

)

Avec :

– E°ox/red : potentiel standard du couple A/B (V)

– T : température (K)

– ai : activité de l'espèce i :

– concentration, pour les espèces en solution (mol/l) – pression partielle, pour les espèces en phase gazeuse – 1, pour les solides et pour le solvant (eau)

(À température ambiante (25°C), RT/F ≈ 0,026)

• Le potentiel dépend donc de la température et des concentrations des réactifs

1.Notions d’électrochimie

(15)

Équilibre chimique et Potentiel redox

• Cette approche reste purement théorique. Les potentiels

calculés donnent une idée du potentiel maximal pour une pile ne débitant pas.

• La différence de potentiel réelle est toujours inférieure en raison d'un grand nombre de phénomènes physiques

intermédiaires liés : – Aux matériaux – À la géométrie

– Au fonctionnement dynamique de la pile – À la cinétique chimique

etc.

d’électrochimie

(16)

2.Présentation générale

1. Histoire de la pile à combustible

2. Principe général

(17)

Histoire de la pile à combustible

Une technologie nouvelle ?

- 1800 : Pile d'Alessandro Volta

- 1839 : Pile à combustible de Sir William Grove (UK) (prototypes H2/O2 en milieu acide sulfurique)

générale

La pile de Grove Sir W. Grove

(18)

Histoire de la pile à combustible

- 1895 : Première PàCo de

puissance (1,5 kW) par W. W.

Jacques (pile charbon/air avec électrolyte KOH fondu à 450 °C) (100 mA/cm2)

- Années 1930 : Travaux de Francis Thomas Bacon (1902-1992)

pile alcaline de quelques kW (prototype en 1953)

- Fin années 1950 : Programme spatial américain (NASA)

réalisation de piles à électrolyte polymère solide (GE)

- Années 1960 : fabrication de piles alcalines par Pratt & Whitney pour les missions lunaires (Apollo)

2.Présentation générale

F. T. Bacon et sa pile de 5 kW

Source : http://chem.ch.huji.ac.il/~eugeniik/history/bacon.html

(19)

Histoire de la pile à combustible

La pile utilisée sur les missions Apollo 1967 - Programme Gemini (USA)

1977 - unité de 1 MW

1983 - unité de 4,5 MW (PAFC) 1987 - Développement des PEMFC Début des années 1990

- premier prototypes de voitures particulières à PEMFC

générale

PEMFC

(20)

Principe général

La pile à combustible utilise des électrodes gazeuses.

Généralement, dihydrogène et dioxygène

2.Présentation générale

Pile élémentaire

(21)

Principe général

Cas particulier de la pile à hydrogène :

Électrolyte acide Électrolyte basique

Anode H2 2H+ + 2e- H2 + 2OH- 2H2O + 2e-

Cathode 1/2 O2 + 2H+ +2e- H2O 1/2 O2 + H2O +2e- 2OH- La réaction globale est :

H2 + 1/2 O2 → H2O (combustion du dihydrogène dans l’oxygène)

∆H° = -285,8kJ/molH2 et ∆G° = -237 kJ/molH2 D’où ∆E° = 1,23 V

Rendement thermodynamique (idéal):

η

°thermodynamique

=

∆G°réaction /∆H°réaction = -237/-285,8 = 83 %

générale

(22)

Principe général

Spécificités de la pile à combustible

• C'est seulement un convertisseur (pas de stockage interne)

L'énergie chimique est stockée en dehors de la pile sous forme gazeuse ou liquide.

• Complexité pour faire se rencontrer les gaz, les électrons et les ions au niveau des électrodes

Solutions techniques complexes :

– Nécessité de mettre en œuvre des catalyseurs pour accélérer la réaction (métaux rares)

– Importance de la surface de contact, en taille et en qualité – Importance de la pureté des combustibles en entrée

2.Présentation générale

(23)

Principe général

Caractéristiques importantes :

– Les combustibles (état, nature, pureté) – L'électrolyte (état, nature, acidité)

– Les catalyseurs (nature, quantité) – La température de fonctionnement

– La tension (réelle) de la pile (ou cellule) élémentaire – Le nombre de cellules élémentaires mises en série – L'intensité maximale (dépend de la charge)

– Les rendements matière et énergie – La surface de contact

– Le volume du système complet – Le coût de fabrication

générale

(24)

Principe général

La pile est un empilement de N cellules élémentaires connectées en série : le « stack »

Vstack = N.ΔE

ΔE : force électromotrice aux bornes d'une cellule

élémentaire

L'intensité est fonction de la charge.

Elle est directement liée au débit

d'hydrogène consommé, FH2élec (en mol/s)

Istack = 2.

F

.FH2élec

/N

(

F

= 96 485 C)

2.Présentation générale

(25)

Principe général

stack à 1 cellule stack à 3 cellules

Exemple : une pile PEMFC

générale

(26)

Principe général

La puissance du stack est le produit Pstack = Vstack. Istack Le rendement électrique théorique :

Puissance électrique fournie

Puissance du combustible consommé

η

tstack

= P

stack

/(F

H2élec

.

Δr

H) η

tstack

=

Δ

E.

2.

F/

Δr

H

ΔHliq = 1,481 V (si eau liquide) (analogue PCS : Pouvoir calorifique supérieur)

ΔHvap = 1,253 V (si eau vapeur) (analogue PCI : Pouvoir calorifique inférieur)

2.Présentation générale

η

tstack

=

(27)

Principe général

Contrairement aux piles traditionnelles, les piles à

combustible nécessitent un certain nombre d'auxiliaires :

•Réservoir d'hydrogène ou de carburant

•Détendeur

•Reformeur

•Compresseur

•Filtres

•Humidificateur

•Réchauffeur (pour les piles à haute température)

•Échangeur thermique

•Purge

•Système d'électronique de puissance etc.

générale

(28)

3. Les différents types de piles

Les piles à combustible conventionnelles 1. Les piles à électrolyte alcalin

2. Les piles à basse température

3. Les piles à moyenne température 4. Les piles à haute température

Les piles atypiques

(29)

Introduction

•Un grand nombre de types de piles

•Un grand nombre de manière de les classer

– Selon leur température de fonctionnement – Selon le type d'électrolyte

– Selon les applications envisagées – Selon le degré de développement ...

types de piles

(30)

Introduction

Carburants Électrolytes Comburants

CH4 (méthane) KOH (hydroxyde de potassium) O2

GPL NaOH (soude) F2

Butane H2SO4 (acide sulfurique) H2O2 (peroxyde d'hydrogène)

Essence H3PO4 (acide phosphorique) HNO3 (acide nitrique) Gasoil Membrane cationique (PEM)

Kérosène Membrane anionique (CEM)

H2 Sels fondus

NH3 (amoniac) Oxyde solide CH3OH (méthanol)

C2H5OH (éthanol)

CHOOH (acide méthanoïque) CON2H4 (urée)

Na,K,Li

3.Les différents types de piles

(31)

Introduction

Les piles inventées et étudiées

•Pile alcaline (AFC)

•Pile à membrane échangeuse de proton (PEMFC)

– Piles à méthanol (ou éthanol) direct (DMFC et DEFC) – Piles à acide formique (DFAFC)

– Pile à membrane hydrogénée (HMFC)

•Pile à acide phosphorique (PAFC)

•Pile à carbonates fondus (MCFC)

•Pile à oxydes solides (SOFC)

•Piles régénératives

•Pile métal hydrure (MHFC)

•Piles métal-air

types de piles

(32)

Piles à électrolyte alcalin AFC

3.Les différents types de piles

(33)

Pile alcaline (AFC)

•Parmi les premières piles développées (Bacon dans les années 1950)

•Utilisées par la NASA : 9 missions lunaires, 3 Skylab

•Pile à hydrogène

•Électrolyte liquide basique (ou alcaline) (KOH concentré entre 30 et 45 %)

•Température de fonctionnement 80 à 90 °C. Elle peut augmenter si la pile est alimentée sous pression ou si l'électrolyte est très

concentré.

types de piles

Présentation

(34)

Pile alcaline (AFC)

•L'électrolyte peut être :

– Immobile : membrane d'amiante imbibée de KOH – Circulant : possibilités de

filtration, de contrôle de la température, d'élimination de l'eau.

3.Les différents types de piles

Présentation

(35)

Pile alcaline (AFC)

Milieu basique Anode

H2 + 2OH-

2H2O + 2e- Cathode

1/2.O2 + H2O + 2e-

2OH-

Réaction bilan

1/2.O2 + H2

H2O

Tension standard = 1,23 V

types de piles

Réactions

(36)

Pile alcaline (AFC)

•Électrolyte basique :

La cinétique de réduction de l'oxygène à la cathode est

meilleure

excellente caractéristique courant-tension

– Tension de court-circuit :

1 à 1,1 V

– Densité de courant max :

quelques ampères par cm2

– Très bon rendement au point de fonctionnement : 65 %

3.Les différents types de piles

Avantages

(37)

Pile alcaline (AFC)

•Les catalyseurs sont de type Nickel ou charbon actif

Pas de métal rare

Coût de fabrication réduit

Les AFC sont les piles les moins chères.

•Fonctionne à basse température

Temps de démarrage réduit

•Durée de vie élevée (> 15 000 h)

types de piles

Avantages

(38)

Pile alcaline (AFC)

•Électrolyte basique susceptible de réagir avec le CO2 présent dans les gaz combustibles par la

réaction :

CO2 + 2OH-

CO32- +H2O

Déterioration de la conductivité de l’électrolyte.

Absolue nécessité de ne travailler qu’avec des

combustibles purs (H2 et O2)

3.Les différents types de piles

Inconvénients

(39)

Pile alcaline (AFC)

-

Possibilité de retirer le CO2 de l'air par divers traitements

(absorption par amines, passage dans colonnes remplies de chaux sodée)

- Pour le dihydrogène issu du reformage, la purification est trop lourde : nécessité d'un hydrogène pur issu d'électrolyse ou de

l'industrie

•Autre poisons :

CO, CH4, H2O

types de piles

Inconvénients

(40)

Pile alcaline (AFC)

• Transport spatial ou maritime

• Génération stationnaire (jusqu'à 10 kW)

• Cogénération (possible à plus haute

température)

Ici une pile de 6 kW (prototype IPT)

3.Les différents types de piles

Applications

(41)

Pile alcaline (AFC)

•Générateur portable

(secours mobile, site isolé)

Ici Astris E8 :

Puissance : 2,4 kW Volume : 0,27 m3 Poids : 250 kg (!)

types de piles

Applications

Source : Astris Energi

(42)

Pile alcaline (AFC)

•Transports légers (chaise roulante, chariot élévateur,

voiturette de golf, véhicule à faible autonomie)

Ici

voiturette de golf Astris : Puissance : 0,75 kW

Vitesse max : 30 km/h Poids : 345 kg

Réservoir : 33 litres Autonomie : 3 jours

Temps de démarrage : 3 min Durée de vie : 2 000 h (!)

3.Les différents types de piles

Applications

Source : Astris Energi

(43)

Pile alcaline (AFC)

•Durée de vie des meilleures piles limitée (10 000 h) Pour un large déploiement, elle doit passer à 40 000 h.

•Peu de recherche actuellement, car forte concurrence d'autre types de piles plus prometteurs, surtout dans le secteur des

transports !

•Principaux constructeurs :

Astris Energi (Canada), Apollo Energy Systems (EU), Fuel cell control (RU)

types de piles

Perspectives

(44)

Piles à basse température

PEMFC

Pile à Méthanol direct (DMFC) Pile à Éthanol direct

Pile à Acide Formique direct

3.Les différents types de piles

(45)

Pile à membrane échangeuse de protons (PEMFC)

•Appelée aussi "pile à membrane électrolyte polymère"

•Développé initialement par la

NASA dans les années 1960 (Gemini)

•Type de pile le plus étudié actuellement

•Pile à hydrogène

•Électrolyte acide solide à base de polymères

•Température de fonctionnement : entre 25 et 100 °C

3.Les différents types de piles

Présentation

(46)

Pile à membrane échangeuse de protons (PEMFC)

Milieu acide

Anode

H2 + 2H2O

2H3O+ + 2e- Cathode

1/2.O2 + 2H3O+ + 2e-

3H2O Réaction bilan

1/2.O2 + 2H2

H2O

Tension standard = 1,23 V

3.Les différents types de piles

Réactions

(47)

Pile à membrane échangeuse de protons (PEMFC)

•Électrolyte acide :

insensible au CO2

•Accepte tout type de combustibles

– purs

– issus de reformage

•Faible température de fonctionnement

Temps de démarrage réduit

•Large spectre de puissance

3.Les différents types de piles

Avantages

(48)

Pile à membrane échangeuse de protons (PEMFC)

•Catalyseur Platine

Très sensible au CO

•Catalyseur Platine

Coût de fabrication très élevé

•Faible température de fonctionnement

Valorisation de la chaleur difficile

•Rendement limité (40%)

3.Les différents types de piles

Inconvénients

(49)

Pile à membrane échangeuse de protons (PEMFC)

•Actuellement en Nafion® (C7HF13O5S.C2F4)

– Il en existe d'autres : Flemion®, Aciplex®, Dow®

•Matériau développé dans les années 1980 par Du Pont de Nemours

renouveau de la technologie PEM

•Membrane polymère perfluoré avec groupe sulfonate SO3-

•Proche du Téflon®

3.Les différents types de piles

Le secret de la PEM : La membrane électrolyte

Source : DuPont

(50)

Pile à membrane échangeuse de protons (PEMFC)

•Très faible épaisseur : de 25 à 250 μm

•Rôle multiple de la membrane :

– Séparation des compartiments anode et cathode – Bon conducteur ionique

– Mauvais conducteur électronique – Support des électrodes

– Tenue mécanique

•Recherche en cours sur des membranes composites (Gore Select®) pour réduire l'épaisseur (5 à 35 μm)

3.Les différents types de piles

Le secret de la PEM : La membrane électrolyte

(51)

Pile à membrane échangeuse de protons (PEMFC)

3.Les différents types de piles

La caractéristique

Source : AFH2

(52)

Pile à membrane échangeuse de protons (PEMFC)

•Transport automobile : intéressante car

– Faible température de fonctionnement (démarrage rapide) – Fabrication simple

– Robustesse

– Bon rendement aux puissances intermédiaires

Application possible pour la propulsion ou comme source d'énergie pour les auxiliaires (air conditionné etc.)

Nombreuses réalisations de démonstration par un grand

nombre de constructeurs automobiles : Daimler-Crysler, Toyota, Renault, Peugeot, Nissan

Difficulté d'intégrer un système pile complet dans un tel véhicule en raison de poids et de l'encombrement.

3.Les différents types de piles

Applications

(53)

Pile à membrane échangeuse de protons (PEMFC)

•Stationnaire :

– Production électrique en micro-

cogénération (1 à 5 kW) pour usages domestiques

– Pile de petite et moyenne puissance pour la cogénération (10 kW à 1 MW) – Encore peu de réalisations

•Portables :

– Envisagée pour les téléphones et ordinateurs portables etc. mais forte concurrence de la DMFC

– L'usage d'un carburant gazeux est une difficulté pour la PEMFC

•Éducation :

– Pack éducatif pour illustrer le

fonctionnement de la pile à combustible 3.Les différents

types de piles

Applications

Véhicule éducatif HPower

(54)

Pile à membrane échangeuse de protons (PEMFC)

•ReliOn (EU) (Technologie de cartouche

modulaire pour constituer des piles de puissance variées de 500 à 5000 W) →

•Ballard Power Systems (Canada) (leader de PEMFC) (gamme de 85 W à qq kW)

•Nuvera (It) (2,3 kW à qq MW)

•Electrochem (EU) (50 à 200 W)

•NEC (Jp) (piles pour applications portables) →

•PlugPower (EU) (Stationnaire et sécurité)

3.Les différents types de piles

Fabricants

(55)

Pile à méthanol direct (DMFC)

•Dérivée de la PEM

•Technologie récente en cours de développement depuis les années 1990

•Pile à méthanol (CH3OH)

•Électrolyte acide solide à base de polymères (analogue à celui des PEM)

•Température de fonctionnement entre 60 à 70°C

•Catalyseur

types de piles

Présentation

(56)

Pile à méthanol direct (DMFC)

Milieu acide

Anode

CH3OH + 7H2O

CO2 + 6H3O+ + 6e- Cathode

O2 + 4H3O+ + 4e-

6H2O Réaction bilan

CH3OH + 3/2.O2

CO2 + 2H2O

Δ

H°réaction = - 726 kJ/mol

Δ

G°réaction = - 702 kJ/mol

3.Les différents types de piles

Réactions

(57)

Pile à méthanol direct (DMFC)

Rendement

η

°thermodynamique

= Δ

G°réaction /

Δ

H°réaction = -702/-726 = 96,7 % En réalité :

•limité par des réaction incomplètes (formation d'acide formique HCOOH ou d'aldéhyde formique HCOH)

•Surtensions aux électrodes

Rendement électrique effectif de 20 à 25 % environ

types de piles

(58)

Pile à méthanol direct (DMFC)

•Le combustible méthanol est très abondant.

•Il est liquide à température ambiante.

facile à stocker

•Pas de reformage nécessaire

réduction du volume total

•Sa densité énergétique est supérieure à celle de l'hydrogène liquide : 4,6 contre 2,3 kWh/l

3.Les différents types de piles

Avantages

(59)

Pile à méthanol direct (DMFC)

types de piles

Avantages

(60)

Pile à méthanol direct (DMFC)

•Émission de CO2

•Problème actuel de "cross over" du méthanol : une partie traverse

directement la membrane

•Carburant toxique

•Beaucoup de catalyseur : Alliages Pt-Sn, Pt-Re, Pt-Ru Charge en Pt : 2 mg/cm2

coût élevé

•Faible densité de puissance : 150 à 250 mW/cm2

•Performances globales plus faibles que les piles PEM

3.Les différents types de piles

Inconvénients

(61)

Pile à méthanol direct (DMFC)

•Améliorer la catalyse de manière à réduire la quantité de métaux nobles

•Améliorer les propriétés

électrochimiques de la membrane

– Meilleure conductivité ionique – Meilleure tenue en température

•Problème de perméabilité de la

membrane au méthanol qui dépolarise la cathode

types de piles

Développements

(62)

Pile à méthanol direct (DMFC)

•Portable

Un modèle commercialisé :

– (SFC C20) 20 W/11,1 V

•Petites puissances stationnaires ou mobiles

– (SFC A50) 50 W/12 V

3.Les différents types de piles

Applications

(63)

Pile à méthanol direct (DMFC)

•DTI Energy (EU) : fournisseur exclusif de la licence DMFC

•Efoy (Smart Fuel Cell) (All)

•Electrochem (EU)

types de piles

Fabricants

(64)

Pile à éthanol direct (DEFC)

•Analogue à la DMFC

•Technologie en cours de développement

•Pile à éthanol (C2H5OH)

•Température de fonctionnement entre 100 à 130°C

3.Les différents types de piles

Présentation

(65)

Pile à acide formique direct (DFAFC)

types de piles

Présentation

• Analogue à la DMFC et DEFC

• Technologie en cours de

développement (University of Illinois)

• Pile à acide méthanoïque ou formique (CHOOH)

• Carburant synthétisable à partir de CO et H2O (BASF)

• Température de fonctionnement à température ambiante

• Fonctionnement possible de manière passive (sans

auxiliaires)

(66)

Pile à acide formique direct (DFAFC)

Vapor fed fuel cell (VFFC) à acide formique

3.Les différents types de piles

Micro-pile à vapeur d'acide formique

(67)

Pile à acide formique direct (DFAFC)

•Micro-piles pour applications portables (ordinateurs et

téléphones portables, par exemple)

Ici : Cellule élémentaire d'une micro-pile à vapeur d'acide (Vapor Fed FC)

Fonctionnement par évaporation L'acide formique s'évapore plus vite que le méthanol, à température

ambiante

types de piles

Applications envisagées

1 à 2 cm

Source : Yeom et al.

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